量子主方程的热力学一致性
量子物理
2022-12-28 v1
摘要
从微观系统-浴描述出发，我们推导了时间局域量子主方程（QME）在涨落层面满足热力学第一和第二定律的一般条件。利用计数统计，我们证明涨落第二定律可重新表述为广义量子细致平衡条件（GQDB），即时间局域生成元的一种对称性，它保证了涨落定理的有效性。当额外要求严格的系统-浴能量守恒时，GQDB退化为通常的细致平衡概念，其保证具有Gibbs稳态的QME。然而，若仅要求平均能量守恒，具有非Gibbs稳态的QME仍可以保持一定程度的热力学一致性。将我们的理论应用于常用QME，我们表明Redfield方程破坏了GQDB，而一些最近基于Redfield方程推导的近似方案（超出久期近似且允许推导Lindblad形式的QME）满足GQDB和平均第一定律。我们发现进行久期近似是确保涨落层面第一和第二定律的唯一方法。
引用
@article{arxiv.2207.05719,
title = {Thermodynamic consistency of quantum master equations},
author = {Ariane Soret and Vasco Cavina and Massimiliano Esposito},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.05719},
year = {2022}
}